(57)【要約】【課題】  軟弱地山にアンカー材を埋設して強化する地山強化工法に用いられるアンカー材支持用のスペーサであって、アンカー材を孔の芯部に確実に保持でき、注入材の流通の邪魔にならず、比較的小径の保孔管を使用することのできるスペーサを提供すること。【解決手段】  側面が軸方向に沿って所定幅で切り欠かれた円筒状の基部と、該基部の一方の端部から斜め外方に張出する単数又は複数の羽根を具備し、前記単数又は複数の羽根は、前記基部の直径で区切られる一方の側の円周部分、すなわち基部の中心から見て１８０度以内の円周上にすべて設けられている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設されるアンカー材に取り付けられ、当該アンカー材をさく孔された孔壁面から浮かして支持するためのスペーサであって、側面が軸方向に沿って所定幅で切り欠かれた円筒状の基部と、該基部の一方の端部から斜め外方に張出する単数又は複数の羽根を具備し、前記羽根は、基部の中心部から見て、１８０度以内の円弧上にすべて設けられていることを特徴とするアンカー用スペーサ。
【請求項２】
羽根の数が３枚であり、両外側の羽根の挟む角度が１８０度以下である請求項１に記載のアンカー用スペーサ。
【請求項３】
基部の切り欠き部の幅が、当該切り欠き部を押し開いてアンカー材の側面から弾力を利用して嵌着することのできる大きさである請求項１又は２に記載のアンカー用スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地山にアンカー材を埋設して強化する地山強化工法において、アンカー材をさく孔された孔内に保持するために使用されるスペーサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地山の強化方法として、地山に適当な間隔でさく孔を行い、当該孔内に鋼製棒材からなるアンカー材を挿入し、その外周部にセメントミルク、モルタル等の注入材を注入して固化させる工法が広く採用されている。
【０００３】
このアンカーによる強化工法では、さく岩機でアンカー材挿入用の所定深さの孔をさく孔するが、軟弱地山では、さく孔中に孔壁が崩落しやすいため、二重管式さく孔を採用したり、鋼管（保孔管）の内部に、先端部にビットを装着したさく孔ロッドを挿通してさく孔を行うことも多い。
【０００４】
地山にさく孔した孔内には鋼製のアンカー材を挿入するとともに、注入材を注入する。アンカー材は注入材の層によって腐食が抑制されるので、防蝕上、アンカー材と孔内面との間に１０ｍｍ以上の厚さで注入材の層が形成されるのが望ましい。このため、孔内に挿入したアンカー材を、スペーサを用いて孔内面から浮かせた状態で保持している。
【０００５】
ところで、上記保孔管を用いる工法では、挿入するアンカー材やスペーサ等を管の内断面積よりも小さくする必要がある。また、アンカー材を管内にセットしたのち当該管を引き抜くときに、アンカー材が連れ出されないことが必要である。スペーサの寸法を、地山とアンカー材との間に必要間隔を保持するための必要最小限な大きさとしておけば、管内断面積を小さくすることができ、さく孔外管、さく孔ビットも径の小さいものが使用できるので経済的にも好ましい。
【０００６】
さらに、上記スペーサは、アンカー材とともに埋設されるものであるから、製作コストが安くなければならない。また、アンカー材に簡単に取り付けることができ、当該アンカー材と孔壁との間に適度の隙間を維持することが可能で、注入材の流通の邪魔にならないものでなければならない。
【０００７】
このため、種々のスペーサが試用されてきた。例えば、比較的実用に適したものとして、内径がアンカー材の外径とほぼ同じで、外周部には、その前後方向中央部に全周にわたって膨出部が形成された概略鼓状のスペーサが考えられている。このスペーサの最も膨出した部分の外径は保孔管の内径とほぼ等しく、当該膨出部には前後方向に連通するスリットが形成され、注入材を前後方向に流通させることができるようになっている。
【０００８】
このスペーサは、鋼線等の適当な手段でアンカー材に固着され、アンカー材とともに保孔管内に挿入される。このとき、膨出部の外径が保孔管の内径とほぼ等しいため、当該スペーサの膨出部が保孔管内面に当接し、アンカー材が保孔管の中心部に保持されるのである。
【０００９】
なお、地盤にロックボルトや鉄筋を埋設する工法やそれに使用するビット、及び全周に複数の羽根を設けたスペーサについては、特許文献１に示すようなものが提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２１３１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記概略鼓形のスペーサは、全周にわたって膨張した外周部が設けられ、この部分が保孔管の内面に当接するものであるから、必然的に外径が大きくなり、保孔管に対する係止力が大きく、保孔管を引き抜くときにスペーサが引っ掛かってアンカー材も一緒に引き抜かれることがあった。また、注入材はスペーサのスリットを通して孔底部まで流入させるが、スリットの断面積が小さいため、流通の抵抗となり、注入材注入用のポンプとして大容量のものが必要になるという問題点もあった。
【００１２】
また、上記特許文献１に記載のスペーサは、一つ割りした円筒状の基部の一方の端部に外方へ張出する多数の羽根を全周にわたって設けたものである。しかしながら、このものは、基部の割れ目の幅が小さく、全周に張出部が設けられているので、外径が大きくなり、保孔管を引き抜くときにに引っ掛かるという問題点があった。この種のアンカーによる強化工法では、アンカー材と該アンカー材を挿入する孔の孔壁との隙間が大き過ぎるのは好ましくない。すなわち、孔径が大きければ、保孔管として大径の鋼管が必要となり、大量の注入材が必要となるので不経済である。しかしながら、全周に張出部が形成されたスペーサは、当該スペーサの全円周が保孔管に接するので、保孔管の内径も大きくせざるを得なかった。
【００１３】
そこで本発明は、上記アンカー材を埋設する地山強化工法において、アンカー材を孔の芯部に確実に保持でき、注入材の流通の邪魔にならず、比較的小径の保孔管を使用することのできるスペーサを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかるスペーサは、地中に埋設されるアンカー材に取り付けられ、当該アンカー材をさく孔された孔壁面から浮かして支持するためのスペーサであって、側面が軸方向に沿って所定幅で切り欠かれた円筒状の基部と、該基部の一方の端部から斜め外方に張出する単数又は複数の羽根を具備し、前記羽根は、基部の中心部から見て、１８０度以内の円弧上にすべて設けられていることを特徴としている。羽根の数は３枚とするのがバランス上好ましく、基部の切り欠き部の幅は、当該切り欠き部を押し開いてアンカー材の側面から弾力を利用して嵌着することのできる大きさとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
このスペーサは、円周上の一部が切り欠かれた筒状の基部と、該基部から斜め外向きに傾斜して張出する単数又は複数の羽根とを備えたものであるから、基部をアンカー材に側部から押し広げながら外嵌して弾力で簡単に固着することができる。また、円周上の半分以下の範囲（基部の中心から見て１８０以内の円周上）ですべての羽根が設けられており、他の部分には羽根が設けられていないので、全体の外径は小さく、コンパクトである。これらの羽根が、さく孔された孔の下側内面に当接するようにアンカー材に取り付けておくことにより、アンカー材と孔の下側内面との間に所定の隙間を維持することができる。アンカー材には重力が作用して浮き上がりが防止されるので、孔の上側内面との間には、所定の間隔が維持される。なお、羽根は弾力的に保孔管内面に当接しているだけなので、保孔管を引き抜くときにアンカー材が連れ出されるおそれはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態について、具体的に説明する。図１、図２は、本発明に係るスペーサを例示するものである。このスペーサ１は、薄肉の鋼板を加工して製作されるもので、基部２と複数（図示例では３枚）の羽根３，…を備えている。羽根３の数は、１枚又は２枚でもよく、４枚以上でもよいが、３枚としておくのがバランス上好ましい。
【００１７】
基部２は、アンカー材（例えば全長にねじの切られた丸棒の直径方向に対向する部分を平板状に切り欠いた断面概略小判形で、長径１９．１ｍｍ、短径１７．５ｍｍのものが使用されることが多い）に弾力的に嵌合するように、円筒の一部を軸方向に沿って所定幅で切り欠いた形状であり、その切り欠き部４の角度θは約１００度である。したがって、切り欠き部４の幅は、アンカー材１０の外径よりも数ｍｍ小さくなっている。この切り欠き部の角度は、大きすぎるとアンカー材１０に固定することができず、小さすぎるとアンカー材１０に側部から嵌着しにくくなるので、９５〜１１０度程度とするのが好ましい。すなわち、この切り欠き幅は、筒状の基部２をその弾性に抗して押し広げることによりアンカー材に側部から嵌着することができるとともに、一旦嵌着した基部２が簡単に外れないような大きさとすればよい。スペーサ１の寸法は、例えば全長Ｌが６０ｍｍ、基部２の軸方向の長さｎは２０ｍｍ、羽根３の長さは４０ｍｍである。また、羽根３の傾斜角度αは約１０度程度である。なお、スペーサの各部の寸法と角度は上記値に限定されるものではない。
【００１８】
羽根３は、上記基部２と一体であり、細幅の薄板を斜め外向きに張出させた形状となっている。羽根の先端部は三角形状に尖っていて、保孔管の湾曲内面に一点で接触するようになっている。図示例では、３枚の羽根が基部２の直径方向よりも下側に等間隔（約８０度）で設けられている。羽根３の数は３枚より多くてもよいが、羽根の数を多くすると羽根と羽根の間隔が狭くなり、注入材の流通の邪魔になるほか、製作コストも上昇するので、好ましくない。また、羽根の数が２枚以下では、左右方向のバランスが悪くなりやすく、アンカー材をさく孔された孔の中心部に安定して保持するのがむつかしくなる場合がある。なお、羽根３の幅は、アンカー材を安定して支持できるものであればよく、具体的には、８〜１２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１９】
このスペーサ１は、適当な厚み（例えば厚さ１ｍｍ）の鋼板を切り抜いて簡単に製作することができる。すなわち、素材である鋼板から長方形の基部２と、該基部の一方の端縁部から伸びる単数又は複数（図示例では３枚）の羽根３，…を備えたパターンを切り抜き（打ち抜きでもよい）、その基部２を一部が切り欠かれた円筒状に湾曲させるとともに、羽根３をその先端部が外側へ跳ね上がるように傾斜させる。これにより、スペーサ１が得られる。なお、スペーサ１は、その基部２を弾力を利用してアンカー材１０に取り付けるので、その材料は、適当な強度と弾性を有するものを使用する。
【００２０】
このスペーサ１の使用法について説明すると、次のとおりである。まず、さく岩機で所定寸法の孔をさく孔する。図３乃至図７は普通のビットを用いるさく孔法を示すもので、このさく孔に際しては、先端部にビット１８を装着したさく孔ロッド１７をさく岩機（図示省略）に取り付けてさく孔する。所定深さのさく孔を行ったら上記さく孔ロッド１７をビット１８ごと引き抜き、図４、図５に示すように、さく孔された孔１５内に注入パイプ１９を挿入して、ポンプ（図示省略）で注入材１６を注入する。しかるのち、注入パイプを抜き取り、孔内の注入材１６が固化しないうちに、スペーサ１，１を取り付けたアンカー材１０を挿入する。このアンカー材１０は、その下面側に取り付けたスペーサ１によって孔底から浮かせた状態で保持される（図１３参照）。注入材が固化すると、アンカー材１０が地山と一体化して該地山を補強するのである。
【００２１】
次に、図８乃至図１２は、先端部にビット１８を取り付けた中空のさく孔ロッド１７を用い、外周部に保孔管２０を外嵌した状態でさく孔する単管式さく孔法を表す。このさく孔法では、上記特許文献１に示すような、先端部に開閉可能な蓋１８ａを備えたビット１８を使用している。所定深さのさく孔が終了したら、ビットの蓋１８ａを開き、保孔管２０内に注入パイプ１９を挿入して注入材を注入する。この注入の進行とともに保孔管２０を引き抜き、さく孔された孔１５内の注入材１６の層中にアンカー材１０を挿入し、注入材を固化させる。この場合も、アンカー材１０に適当な間隔でスペーサ１を取り付けておくことは前記と同様である。図１９は、注入材充填後の保孔管内におけるアンカー材を表す断面図である。
【００２２】
図１４乃至図１８は、さらに異なる二重管式のさく孔法を表すもので、このさく孔法ではアウターロッドとなる保孔管２０の内部に中空ロッドからなるインナーロッド（さく孔ロッドに相当）１７を挿入してさく孔を行う。保孔管２０の先端部には硬質刃体を固着したリング状のビットが形成されている。また、インナーロッド１７には、保孔管２０よりも小径のビット（インナービット）１８を装着してさく孔する。所定深さのさく孔を終えたら、ビットとインナーロッドを引き抜き、注入パイプ１９を挿入するとともに注入材１６を注入し、保孔管２０を引き抜く。
【００２３】
上記いずれの場合も、アンカー材１０は、その下側をスペーサ１で支持される。このスペーサ１は、水平方向の直径を挟んで基部の切り欠き部がある側には羽根３が設けられていない。そして、アンカー材１０に取り付けた図示例の状態では、水平方向の直径よりも下側にのみ羽根３が設けられているので、アンカー材１０の上側にはスペーサが存在しない。このため、さく孔する孔１５の径を小さくすることができる。従来は、このようなスペーサがなく、全周にわたって張出部を設けたスペーサを使用していたので、アンカー埋設用の孔として、内径９０ｍｍ以上の孔をさく孔していたが、図示例のスペーサ１を使用すれば、例えば最小内径３５ｍｍ程度の孔とすることも可能であり、その分だけ経済的である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るアンカー用スペーサは、円筒状の基部が大きく切り欠かれており、その切り欠かれていない部分の端部に外向きに張り出す単数又は複数の羽根を一体に設けたもので、鋼板等を材料として、工業生産規模で簡単に製作することが可能である。また、このスペーサは、土木部門において、軟弱地山の強化用に効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】スペーサの側面図である。
【図２】その下面図である。
【図３】さく孔方法の説明図である。
【図４】注入材の注入法を表す説明図である。
【図５】注入材の注入法を表す説明図である。
【図６】注入完了時の断面図である。
【図７】アンカー材を埋設した状態を表す断面図である。
【図８】単管式さく孔法の説明図である。
【図９】単管式さく孔法の説明図である。
【図１０】注入法の説明図である。
【図１１】アンカー材挿入状態の断面図である。
【図１２】アンカー材挿入後に保孔管を引き抜く状態を表す断面図である。
【図１３】アンカー材埋設状態の断面図である。
【図１４】二重管式さく孔の説明図である。
【図１５】二重管式さく孔の説明図である。
【図１６】注入法の説明図である。
【図１７】アンカー材挿入状態の断面図である。
【図１８】保孔管を引き抜く状態を表す断面図である。
【図１９】保孔管内の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      スペーサ
２      基部
３      羽根
４      切り欠き部
１０      アンカー材
１５      孔
１６      注入材
２０      保孔管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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